产品介绍 | 富士电机第2代1200V All-SiC模块产品系列

全球市场对碳化硅材料研究已经有了较长时间，但商用化研究的时间并不长，截止到目前，整个产业仍处于发展初期。一直以来，碳化硅产业以美、欧、日厂商为主，国内全产业链布局相对完成，实现了小批量到规模化、商业化的跨越。

虽然放眼整个泛半导体市场,日本国内企业被指陷入低迷。但是即使在这一背景下，功率半导体市场是日本企业仍然显示出存在感的领域。三菱电机、东芝、富士电机、瑞萨电子等日本企业合计拥有超过两成的全球份额。

当前，使用Si的功率半导体器件的特性已经接近其材料物性的理论极限，因此，SiC作为可超越Si的下一代半导体材料备受瞩目。碳化硅作为新一代功率半导体产品，也是当前日本各大半导体企业竞相争取的主要市场之一。值得一提的是，日本在碳化硅方向的专利申请量包揽全球前4名，且第五名的申请量不足第四名富士电机的零头。

在碳化硅的布局方面，富士电机在2017年向市场推出了All-SiC 2in1模块，该模块采用沟槽型栅结构的第1代SiC-MOSFET芯片搭载在全模封装中，额定容量为1200V/400A。

2021年，为了扩展该产品系列，富士电机使用Si-IGBT模块的标准封装〔W108×D62（mm）〕，开发了确保外形和端子配置兼容性的All-SiC 2in1模块，芯片采用第2代SiC-MOSFET芯片，封装主端子部分采用层压结构，降低了内部电感。

仿真结果表明，此次开发的All-SiC模块在输出电流Io(rms)＝200A的条件下，与Si-IGBT模块相比，载波频率5kHz、20kHz时降低较多变频器功率损耗。因此，利用此模块，损耗变小，可实现高密度化和大容量化。另外，通过开关的高频化，可使用小型的无源器件，电力电子设备可实现小型化。

第2代SiC沟槽型栅MOSFET和第1SiC沟槽型栅MOSFET的Ron・A比较

富士电机作为重型电气设备制造商，核心技术一直是功率半导体和电力电子。据悉，富士电机将硅和碳化硅功率半导体作为器件对外销售的同时，也将其整合到本公司的电力电子和能源系统中。

据报道，为了应对以汽车领域为中心的功率半导体不断增长的需求，富士电机在2021年4月提出将未来四年内共投资1200亿日元(约人民币70.58亿元)的投资增产计划提前实施，因此今后的业绩提高值得期待。

目前，中国是全球最大的功率半导体市场，已占有超过1/3的份额。面对日趋竞争激烈的功率半导体市场，富士电机在国内市场的份额近几年也始终保持高速增长的状态。

来源：碳化硅芯观察